(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断対象の太陽電池パネルで発電中の電力を計測して、当該計測した電力を示す発電電力データを出力する発電電力計測手段と、
前記診断対象の太陽電池パネルが所定の条件で設計上発電できる電力を示す設計電力データを取得する設計電力取得手段と、
太陽電池セルを有するセル単体モジュールと、
前記セル単体モジュールの温度を計測して、当該計測した温度を示す温度データを出力する温度計測手段と、
前記セル単体モジュールにより発電される電力を計測し、当該計測した電力を示す模擬電力データを出力する模擬電力計測手段と、
前記模擬電力データと前記温度データとに基づいて前記発電電力データと前記設計電力データとの少なくとも一方を補正することによって、当該発電電力データが示す電力と当該設計電力データが示す電力との発電の条件を同じにし、当該同じにした発電の条件の下で前記診断対象の太陽電池パネルが実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを取得する演算手段と、
前記演算手段により取得された電力に基づく前記診断対象の太陽電池パネルを診断するための情報を表示する表示手段と、
時間を計時する計時手段と、
前記発電電力データにより示される電力が所定値以上になってから所定の時間が前記計時手段により計時された後に、前記温度計測手段により出力された温度データを取得するとともに、前記模擬電力計測手段により出力された模擬電力データを取得する制御手段とを備える太陽光発電システム診断支援装置。
【請求項２】
前記設計電力取得手段は、前記診断対象の太陽電池パネルが所定の日射量及び温度で設計上発電できる電力を示す設計電力データを取得し、
前記制御手段は、取得した前記模擬電力データにより示される電力を日射量に換算し、
前記演算手段は、前記模擬電力データに基づく日射量を示す日射量データと、前記温度データとに基づいて、前記発電電力データと前記設計電力データとの少なくとも一方を補正することによって、当該発電電力データが示す電力と当該設計電力データが示す電力との温度及び日射量を同じにし、当該同じにした温度及び日射量の下で前記診断対象の太陽電池パネルが実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム診断支援装置。
【請求項３】
前記セル単体モジュールにより発電された電力を前記計時手段と前記制御手段とが動作するための電力に変換して供給する電源手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光発電システム診断支援装置。
【請求項４】
診断対象の太陽電池パネルで発電中の電力を計測して、当該計測した電力を示す発電電力データを出力する発電電力計測手段と、
前記診断対象の太陽電池パネルが所定の条件で設計上発電できる電力を示す設計電力データを取得する設計電力取得手段と、
太陽電池セルを有するセル単体モジュールと、
前記セル単体モジュールの温度を計測して、当該計測した温度を示す温度データを出力する温度計測手段と、
前記セル単体モジュールにより発電される電力を計測し、当該計測した電力を示す模擬電力データを出力する模擬電力計測手段と、
前記模擬電力データと前記温度データとに基づいて前記発電電力データと前記設計電力データとの少なくとも一方を補正することによって、当該発電電力データが示す電力と当該設計電力データが示す電力との発電の条件を同じにし、当該同じにした発電の条件の下で前記診断対象の太陽電池パネルが実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを取得する演算手段と、
前記演算手段により取得された電力に基づく前記診断対象の太陽電池パネルを診断するための情報を表示する表示手段と、
前記セル単体モジュールを保持する本体部と、
前記本体部を支持し、当該本体部の高さ及び方向を調節する機構を有する支持部とを備える太陽光発電システム診断支援装置。
【請求項５】
前記本体部は、前記診断対象の太陽電池パネルが設置されている屋根を模擬する屋根模擬パネルをさらに保持し、前記セル単体モジュールと前記屋根模擬パネルとの間の距離を調節する機構を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電システム診断支援装置。
【請求項６】
前記本体部は、前記屋根模擬パネルを着脱可能に保持する
ことを特徴とする請求項５に記載の太陽光発電システム診断支援装置。
【請求項７】
前記セル単体モジュールは、市場で流通している太陽電池パネルを構成する太陽電池セルを有する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の太陽光発電システム診断支援装置。
【請求項８】
前記セル単体モジュールと前記温度計測手段と前記模擬電力計測手段とが関連付けて複数備えられ、
前記各温度計測手段は、関連付けられた前記セル単体モジュールの温度を計測して、当該計測した温度を示す温度データを出力し、
前記各模擬電力計測手段は、関連付けられた前記セル単体モジュールにより発電される電力を計測し、当該計測した電力を示す模擬電力データを出力する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の太陽光発電システム診断支援装置。
【請求項９】
診断対象の太陽電池パネルで発電中の電力を計測して、当該計測した電力を示す発電電力データを出力する発電電力計測手段と、
前記診断対象の太陽電池パネルが所定の条件で設計上発電できる電力を示す設計電力データを取得する設計電力取得手段と、
太陽電池セルを有するセル単体モジュールと、
前記セル単体モジュールの太陽光を受けない面における温度を計測して、当該計測した温度を示す温度データを出力する温度計測手段と、
前記セル単体モジュールにより発電される電力を計測し、当該計測した電力を示す模擬電力データを出力する模擬電力計測手段と、
前記模擬電力データと前記温度データとに基づいて前記発電電力データと前記設計電力データとの少なくとも一方を補正することによって、当該発電電力データが示す電力と当該設計電力データが示す電力との温度及び日射量を同じにし、当該同じにした温度及び日射量の下で前記診断対象の太陽電池パネルが実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された前記実際に発電できる電力と前記設計上発電できる電力とに基づいて前記診断対象の太陽電池パネルの発電量を評価するための評価値を算出し、当該評価値と閾値とを比較することにより、前記診断対象の太陽電池パネルに不具合があるか否かを判定する診断手段と、
時間を計時する計時手段と、
前記発電電力データにより示される電力が所定値以上になってから所定の時間が前記計時手段により計時された後に、前記温度計測手段により出力された温度データを取得するとともに、前記模擬電力計測手段により出力された模擬電力データを取得する制御手段とを備える太陽光発電システム診断装置。
【請求項１０】
診断対象の太陽電池パネルで発電中の電力を計測して、当該計測した電力を示す発電電力データを出力する発電電力計測手段と、
前記診断対象の太陽電池パネルが所定の条件で設計上発電できる電力を示す設計電力データを取得する設計電力取得手段と、
太陽電池セルを有するセル単体モジュールと、
前記セル単体モジュールの太陽光を受けない面における温度を計測して、当該計測した温度を示す温度データを出力する温度計測手段と、
前記セル単体モジュールにより発電される電力を計測し、当該計測した電力を示す模擬電力データを出力する模擬電力計測手段と、
前記模擬電力データと前記温度データとに基づいて前記発電電力データと前記設計電力データとの少なくとも一方を補正することによって、当該発電電力データが示す電力と当該設計電力データが示す電力との温度及び日射量を同じにし、当該同じにした温度及び日射量の下で前記診断対象の太陽電池パネルが実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された前記実際に発電できる電力と前記設計上発電できる電力とに基づいて前記診断対象の太陽電池パネルの発電量を評価するための評価値を算出し、当該評価値と閾値とを比較することにより、前記診断対象の太陽電池パネルに不具合があるか否かを判定する診断手段と、
前記セル単体モジュールを保持する本体部と、
前記本体部を支持し、当該本体部の高さ及び方向を調節する機構を有する支持部とを備える太陽光発電システム診断装置。
【請求項１１】
太陽電池セルを有するセル単体モジュールと、
前記セル単体モジュールの太陽光を受けない面における温度を計測して、当該計測した温度を示す温度データを出力する温度計測手段と、
前記セル単体モジュールにより発電される電力を計測し、当該計測した電力を示す模擬電力データを出力する模擬電力計測手段と、
前記温度計測手段から出力される温度データと前記模擬電力計測手段から出力される模擬電力データに基づいて、温度を示す情報及び日射量に相当する情報を含む環境データを送信する通信手段と、
時間を計時する計時手段と、
診断対象の太陽電池パネルで発電中の電力が所定値以上になってから所定の時間が前記計時手段により計時された後に、前記温度計測手段により出力された温度データを取得するとともに、前記模擬電力計測手段により出力された模擬電力データを取得する制御手段とを備える太陽光発電システム診断用の計測装置。
【請求項１２】
太陽電池セルを有するセル単体モジュールと、
前記セル単体モジュールの太陽光を受けない面における温度を計測して、当該計測した温度を示す温度データを出力する温度計測手段と、
前記セル単体モジュールにより発電される電力を計測し、当該計測した電力を示す模擬電力データを出力する模擬電力計測手段と、
前記温度計測手段から出力される温度データと前記模擬電力計測手段から出力される模擬電力データに基づいて、温度を示す情報及び日射量に相当する情報を含む環境データを送信する通信手段と、
前記セル単体モジュールを保持する本体部と、
前記本体部を支持し、当該本体部の高さ及び方向を調節する機構を有する支持部とを備える太陽光発電システム診断用の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システム診断支援装置、太陽光発電システム診断装置及び太陽光発電システム診断用の計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムが備える太陽電池パネルに不具合が生じ、その結果、発電量が低下することがある。発電量は太陽電池パネルの温度や日射量の影響を受けて変化するため、発電量の低下が不具合によるものか否かを判定するには、温度や日射量を考慮して、実際に発電されている電力と基準値とを比較する必要がある。
【０００３】
引用文献１に記載の車両用日射検出装置は、実際に発電に用いる太陽電池パネルに設けられた温度センサを備える。その車両用日射検出装置は、太陽電池パネルの発電する電力から日射量を算出する際に、温度センサから得られた温度に基づいて発電電力を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４７７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１に記載されたように、実際に発電に用いる太陽電池パネルに温度センサを設ける場合、温度センサから出力されるデータを取得するための配線が必要になる。そのため、住宅の屋根の上などに設置された太陽電池パネルに適用すると、その配線を引き回すための手間が増えるとともに、そのためのスペースを確保することが必要になる。また、既に設置された太陽電池パネルに温度センサを取り付ける場合には、その作業が必要になる。
【０００６】
本発明は、上述の事情を鑑みてなされたもので、容易に設置することが可能な太陽光発電システム診断支援装置などを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る太陽光発電システム診断支援装置は、
診断対象の太陽電池パネルで発電中の電力を計測して、当該計測した電力を示す発電電力データを出力する発電電力計測手段と、
前記診断対象の太陽電池パネルが所定の条件で設計上発電できる電力を示す設計電力データを取得する設計電力取得手段と、
太陽電池セルを有するセル単体モジュールと、
前記セル単体モジュールの温度を計測して、当該計測した温度を示す温度データを出力する温度計測手段と、
前記セル単体モジュールにより発電される電力を計測し、当該計測した電力を示す模擬電力データを出力する模擬電力計測手段と、
前記模擬電力データと前記温度データとに基づいて前記発電電力データと前記設計電力データとの少なくとも一方を補正することによって、当該発電電力データが示す電力と当該設計電力データが示す電力との発電の条件を同じにし、当該同じにした発電の条件の下で前記診断対象の太陽電池パネルが実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを取得する演算手段と、
前記演算手段により取得された電力に基づく前記診断対象の太陽電池パネルを診断するための情報を表示する表示手段と、
時間を計時する計時手段と、
前記発電電力データにより示される電力が所定値以上になってから所定の時間が前記計時手段により計時された後に、前記温度計測手段により出力された温度データを取得するとともに、前記模擬電力計測手段により出力された模擬電力データを取得する制御手段とを備える。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る太陽光発電システム診断支援装置は、
診断対象の太陽電池パネルで発電中の電力を計測して、当該計測した電力を示す発電電力データを出力する発電電力計測手段と、
前記診断対象の太陽電池パネルが所定の条件で設計上発電できる電力を示す設計電力データを取得する設計電力取得手段と、
太陽電池セルを有するセル単体モジュールと、
前記セル単体モジュールの温度を計測して、当該計測した温度を示す温度データを出力する温度計測手段と、
前記セル単体モジュールにより発電される電力を計測し、当該計測した電力を示す模擬電力データを出力する模擬電力計測手段と、
前記模擬電力データと前記温度データとに基づいて前記発電電力データと前記設計電力データとの少なくとも一方を補正することによって、当該発電電力データが示す電力と当該設計電力データが示す電力との発電の条件を同じにし、当該同じにした発電の条件の下で前記診断対象の太陽電池パネルが実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを取得する演算手段と、
前記演算手段により取得された電力に基づく前記診断対象の太陽電池パネルを診断するための情報を表示する表示手段と、
前記セル単体モジュールを保持する本体部と、
前記本体部を支持し、当該本体部の高さ及び方向を調節する機構を有する支持部を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、セル単体モジュールの温度を計測する温度計測手段から温度データが出力される。セル単体モジュールにより発電される電力を計測する模擬電力計測手段から模擬電力データが出力される。演算手段は、温度データと模擬電力データとに基づいて、条件が同じである場合に診断対象の太陽電池パネルが実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを算出するので、その算出した電力に基づいて、診断対象の太陽電池パネルを診断することができる。そのため、診断対象の太陽電池パネルに温度センサを設ける必要がなく、その温度センサからの配線を引き回す必要も、そのためのスペースを確保する必要もない。したがって、容易に設置することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係るＰＶシステム診断装置の構成を示す図である。
【図２】計測装置が備える本体部の断面図である。
【図３】計測制御ユニットが備える構成を示す図である。
【図４】セル単体モジュールと模擬電力計測部と電源部とで構成される回路を示す図である。
【図５】セル単体モジュールのＩ−Ｖカーブの一例を示す図である。
【図６】実施形態１に係る計測処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施形態１に係る診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態２に係るＰＶシステム診断装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。全図を通じて同一の要素には同一の符号を付す。また、同一の要素に関して重複する説明は省略する。
【００１１】
実施形態１．
本発明の実施形態１に係るＰＶ（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｐｏｗｅｒ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）システム診断装置（太陽光発電システム診断装置）１００は、図１に示すように、ＰＶシステム（太陽光発電システム）１０１が備える太陽電池パネル１０２に不具合があるか否かを判定する装置である。ＰＶシステム診断装置１００は、太陽電池パネル１０２に不具合があるか否かを判定するための情報を表示することによって、ユーザなどによる太陽電池パネル１０２の診断を支援するＰＶシステム診断支援装置（太陽光発電システム診断支援装置）も含む。
【００１２】
ＰＶシステム１０１は、同図に示すように、太陽電池パネル１０２と、接続箱１０３と、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０４とを備える。
【００１３】
太陽電池パネル１０２は、太陽光を受けて発電する太陽電池であって、同図に示すように、一般家庭の屋根１０６の一面に設置された２つの太陽電池ストリング１０８から構成される。各太陽電池ストリングは、太陽光を受けて発電する太陽電池セルの集合体である太陽電池モジュール１０９が５つ直列に接続されて構成される。
【００１４】
なお、太陽電池パネル１０２は、一般家庭の屋根１０６に限らず、ビルの屋上、公園の一画などいずれの場所であってもよい。また、太陽電池パネル１０２を構成する太陽電池ストリング１０８の数や太陽電池ストリング１０８を構成する太陽電池モジュール１０９の数は、いくつであってもよい。
【００１５】
接続箱１０３は、各太陽電池ストリング１０８とＤＣ／ＡＣ変換装置１０４との間の回路を開閉する直流遮断器１１１が収容される箱であって、各太陽電池ストリング１０８に接続された出力配線を集線する。
【００１６】
ＤＣ／ＡＣ変換装置１０４は、接続箱１０３による集線された出力配線を介して太陽電池パネル１０２により発電された直流電力を取得し、それを商用の交流電力に変換して電力系統に逆潮流させる。
【００１７】
ＰＶシステム診断装置１００は、同図に示すように、太陽電池パネル１０２の発電電力が正常、すなわち不具合のないものであるか否かを判定する診断ユニット１１３と、太陽電池パネル１０２の発電電力に影響する環境データを計測する計測装置１１４とを備える。
【００１８】
診断ユニット１１３は、接続箱１０３の直流遮断器１１１の開閉を制御しつつ、太陽電池パネル１０２の発電電力を計測し、その発電電力と環境データとに基づいて、太陽電池パネル１０２を診断する。診断ユニット１１３は、同図に示すように、発電電力計測部１１５と、記憶部１１６と、無線通信部１１７と、演算部１１８と、表示部１１９とを備える。
【００１９】
発電電力計測部１１５は、太陽電池ストリング１０８の一方（一部）又は両方（すべて）により発電された電力を示す発電電力データを出力する。
【００２０】
発電電力計測部１１５は、例えば直流用の電子負荷、発電容量に見合った可変抵抗器などを内蔵する。発電電力計測部１１５は各直流遮断器１１１の開閉を制御し、電子負荷、可変抵抗器などが太陽電池ストリング１０８の一方又は両方により発電される電力を消費する。発電電力計測部１１５は、消費された直流電流又は電圧を計測し、計測した電流値又は電圧値を、太陽電池ストリング１０８により発電された電力として示す発電電力データを出力する。
【００２１】
記憶部１１６は、例えばフラッシュメモリなど不揮発性のメモリなどで構成され、１つの太陽電池モジュールの定格発電量を示す定格データを記憶している。定格発電量は例えば日射量が１［ｋＷ］、温度が２５［℃］の場合に２００［Ｗ］であり、この場合、定格データは、２００［Ｗ］と、その条件である日射量１［ｋＷ／ｍ２］と２５［℃］とを含む。
【００２２】
無線通信部１１７は、計測装置１１４と無線通信するためのインタフェースであり、無線通信により計測装置１１４から環境データを取得する。なお、診断ユニット１１３と計測装置１１４との間は有線の通信回線で接続され、それによって、計測装置１１４は有線通信により診断ユニット１１３から環境データを取得してもよい。
【００２３】
演算部１１８は、例えば予め定められた演算処理を行うプロセッサ、その作業領域として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成される。
【００２４】
演算部１１８は、発電電力計測部１１５から出力される発電電力データと記憶部１１６に記憶された定格データとの少なくとも一方を環境データに基づいて補正することによって、温度及び日射量が同じである場合に太陽電池パネル１０２が実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを算出する。
【００２５】
演算部１１８は診断手段として、算出した各電力に基づいて診断対象の太陽電池パネル１０２の発電量を評価するための評価値を算出し、その評価値と閾値とを比較し、比較の結果に基づいて太陽電池パネル１０２に不具合があるか否かを判定する。
【００２６】
表示部１１９は、例えば液晶パネル、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）表示器などから構成される。表示部１１９は、無線通信部１１７により取得された環境データに含まれる値、発電電力データ及び定格データが示す値、演算部１１８により算出された電力及び判定の結果などの１つ又は複数を、数字、グラフなどの所定の方法で表示する。
【００２７】
計測装置１１４は、太陽電池パネル１０２が設置されている状態を模した状態で受光面に太陽光を受け、太陽電池パネル１０２の温度Ｔ及び日射量Ａに相当する情報を含む環境データを出力する。計測装置１１４は、同図に示すように、本体部１２１と支持部１２２とを備える。
【００２８】
本体部１２１は、環境データを計測する機器を備えており、図２に太陽光を受ける受光面１２４に対して垂直な面における断面図で示すように、枠体１２６と、セル単体モジュール１２７と、温度センサ１２８と、屋根模擬パネル１２９と、計測制御ユニット１３０とを備える。
【００２９】
枠体１２６は、セル単体モジュール１２７、屋根模擬パネル１２９及び計測制御ユニット１３０が取り付けられる部材であって、セル単体モジュール１２７と屋根模擬パネル１２９との間を風通しよく、かつ、それらの間の距離を調節可能に保持する。
【００３０】
本実施形態では枠体１２６は、同図に示すように、上部と下部と接続部とを備える。上部は、セル単体モジュール１２７を保持して概ね直方体をなす。下部は、上部の方向が開放した空間を形成する角柱状の部材であって、その空間に屋根模擬パネル１２９と計測制御ユニット１３０とが設けられる。接続部は、上部と下部との四隅の各々を接続し、それらの距離を調節可能に対向させて接続する、例えば角柱状の部材で構成される。このような構成を備えることにより、枠体１２６は、上述のように、セル単体モジュール１２７と屋根模擬パネル１２９との間を風通しよく、かつ、それらの間の距離を調節可能に保持する。
【００３１】
セル単体モジュール１２７は、市場で流通している太陽電池パネルを構成する太陽電池セルの１つを含むモジュールであって、外方を向けて枠体１２６に設けられる一面が受光面１２４を形成する。
【００３２】
詳細には、セル単体モジュール１２７は例えば、同図に示すように、太陽電池セル１３２と、ガラス板１３３と、保護シート１３４と、充填剤１３５とを備える。
【００３３】
太陽電池セル１３２は、例えば多結晶、単結晶のシリコン等を材料として製造され、太陽光を受けて発電する。ガラス板１３３は、例えば透明なガラスを材料とする平板であって、太陽電池セル１３２と平行に配置されて受光面１２４を形成する。保護シート１３４は、例えばポリエチレン等の複合樹脂で製造されたフィルム状の部材であって、受光面１２４に対向する面（裏面）を形成するように太陽電池セル１３２と平行に設けられて、セル単体モジュール１２７の裏面を保護する。充填剤１３５は、例えばＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）などを材料として、ガラス板１３３と保護シート１３４との間で太陽電池セル１３２を囲んで設けられる。
【００３４】
温度センサ１２８は、保護シート１３４の外面に取り付けられて温度を計測するセンサであって、太陽電池セル１３２の裏面の温度を計測し、計測した温度データを出力する。
【００３５】
屋根模擬パネル１２９は、太陽電池セル１３２に平行に設けられる平板であって、診断対象となる太陽電池パネル１０２が設置されている屋根１０６を模するための部材である。屋根模擬パネル１２９は、枠体１２６に着脱可能に、例えば枠体１２６に設けられた開口を介して取り外し可能に挿設されている。これにより、材質などが屋根１０６と同じ又は類似した屋根模擬パネル１２９に容易に取り替えることが可能になる。
【００３６】
計測制御ユニット１３０は、計測装置１１４が環境データを計測するための制御をするユニットであって、詳細後述する。
【００３７】
支持部１２２は、本体部１２１を支持する部材であって、地面上などに設置される脚部１３７（図１参照）と本体部とを接続する接続部１３８（図２参照）とを備える。
【００３８】
脚部１３７は高さを調節できる高さ調節機構を備え、接続部１３８は自在継ぎ手などで構成されて、本体部１２１の傾きを任意の方向へ調節できる方向調節機構を備える。
【００３９】
これによって、例えばユーザは、任意の場所に計測装置１１４を設置して、本体部１２１の受光面１２４の高さと方向とを機構上調節可能な所定の範囲で任意に調節することができる。また、上述のように、セル単体モジュール１２７と屋根模擬パネル１２９との間の距離は調節可能であるので、ユーザは、その距離が太陽電池パネル１０２と屋根１０６との距離と同じになるように調節することができる。さらに、材質などが屋根１０６と同じ又は類似した屋根模擬パネル１２９に容易に取り替えることができる。さらに、セル単体モジュール１２７と屋根模擬パネル１２９との間は、風通しよく設けられる。さらに、セル単体モジュール１２７は、市場で流通している太陽電池パネルを構成する太陽電池セルと同じ構成を備える。したがって、計測装置１１４により、太陽電池パネル１０２が設置されている状態に近い状態を実現することが可能になる。
【００４０】
計測制御ユニット１３０は、図３に示すように、記憶部１４１と、制御部１４２と、模擬電力計測部１４３と、電源部１４４と、計時部１４５と、無線通信部１４６とを備える。
【００４１】
記憶部１４１は、例えばフラッシュメモリ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成され、各種データを記憶する。記憶部１４１が記憶するデータは、環境データを計測するための処理を含むソフトウェア・プログラム、それを実行するために必要なパラメータなど含み、これらは予め記憶される。
【００４２】
制御部１４２は、例えば予め定められた演算処理を行うプロセッサ、その作業領域として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成される。制御部１４２は、例えば記憶部１４１が記憶しているデータを参照しつつ、それに記憶されたソフトウェア・プログラムを実行する。これにより、制御部１４２は、模擬電力計測部１４３と電源部１４４と計時部１４５と無線通信部１４６とを制御する。また、制御部１４２は、必要に応じて、取得したデータに基づいて演算処理を実行することによって、環境データに含まれる情報を生成する。
【００４３】
模擬電力計測部１４３は、セル単体モジュール１２７により発電された電力を出力する配線に接続され、制御部１４２の制御の下でその電力を計測する。模擬電力計測部１４３は、計測した電力（電圧又は電流）を示す模擬電力データを制御部１４２へ出力する。
【００４４】
電源部１４４は、例えば０．２５［Ｖ］から動作可能なＤＣ−ＤＣコンバータ（例えばリニアテクノロジー社製ＬＴＣ３１０５など）で構成される。セル単体モジュール１２７により発電された電力の一部を模擬電力計測部１４３を介して取得する。
【００４５】
セル単体モジュール１２７が例えば１枚のシリコンセルで構成される場合、電源部１４４には０．６［Ｖ］程度の電圧が入力される。電源部１４４は、取得した電力を例えば昇圧して、同図の点線で示すように、制御部１４２と記憶部１４１とのそれぞれが動作するための電力を供給する。また、電源部１４４は、制御部１４２の制御の下で、同図の点線で示すように、計時部１４５と無線通信部１４６と温度センサ１２８とのそれぞれが動作するための電力を供給する。
【００４６】
このように、計測制御ユニット１３０が備える記憶部１４１、制御部１４２、模擬電力計測部１４３、計時部１４５、無線通信部１４６及び温度センサ１２８は、電源部１４４を介して供給されるセル単体モジュール１２７の発電電力により動作する。そのため、計測装置１１４を動作させるための外部の電源が不要であり、計測装置１１４を任意の場所に設置することが可能になる。また、電池などを内蔵する必要もないため、計測装置１１４の軽量化が可能になり、その結果、計測装置１１４の持ち運びやセル単体モジュール１２７の高さや方向の調節も容易になる。したがって、計測装置１１４を容易に設置することが可能になる。
【００４７】
ここで、図４を参照して、セル単体モジュール１２７と、模擬電力計測部１４３と、電源部１４４とで構成される回路の詳細を説明する。模擬電力計測部１４３と電源部１４４とは、同図に示すように、セル単体モジュール１２７の出力に対して並列に接続される。模擬電力計測部１４３は内蔵する抵抗値Ｒの抵抗の両端の電圧を計測する回路を備える。模擬電力計測部１４３は計測した電圧を示すデータを模擬電力データとして出力する。
【００４８】
セル単体モジュール１２７の日射量Ａに対する発電量は、図５の一般的にＩ−Ｖカーブと称される図に示すように、例えば日射量Ａの増減に比例する特性を有する。そのため、制御部１４２は、模擬電力データを参照し、セル単体モジュール１２７の特性に応じた所定の換算式に従って、日射量Ａを示す情報を算出することができる。
【００４９】
再び、図３を参照する。
計時部１４５は、制御部１４２による制御の下で、所定の時間を計測するタイマである。
【００５０】
無線通信部１４６は、制御部１４２の制御の下で、待機中には消費電力がほぼゼロに制御される。無線通信部１４６は稼働すると、制御部１４２により算出された日射量Ａを示す情報と温度センサ１２８により出力される温度データとを制御部１４２から取得し、太陽電池パネル１０２の温度及び日射量Ａを含む環境データを診断ユニット１１３へ無線通信により送信する。
【００５１】
なお、模擬電力データが示す電圧又は電流は上述のように日射量Ａに換算することができるので、模擬電力データ自体が日射量Ａに相当する情報として環境データに含めて送信されてもよい。この場合、模擬電力データを日射量Ａへ換算する処理は、診断ユニット１１３の演算部１１８により実行されるとよい。
【００５２】
これまで、本実施形態に係るＰＶシステム診断装置１００の構成について説明した。ここから、本実施形態に係るＰＶシステム診断装置１００の動作について、図を参照して説明する。
【００５３】
ＰＶシステム診断装置１００は、太陽電池パネル１０２に不具合があるか否かの診断をするための診断処理を実行する。
【００５４】
その前提として、ユーザは、太陽電池パネル１０２の設置状態に近い状態を実現できるように計測装置１１４を設置する。
【００５５】
例えば、ユーザは、セル単体モジュール１２７の受光面の方向を太陽電池パネル１０２の受光面と同じ方向に調節し、かつ、セル単体モジュール１２７の受光面の位置及び高さをその受光面に影がかからないように調節する。また例えば、ユーザは、セル単体モジュール１２７からの距離が、太陽電池パネル１０２と屋根との間と同じになるように、屋根模擬パネル１２９を計測装置１１４に取り付ける。これにより、計測装置１１４にて、屋根による太陽電池パネル１０２の温度上昇などを近似的に実現することができる。
【００５６】
このように計測装置１１４が設置されるとセル単体モジュール１２７が発電を開始するので、模擬電力計測部１４３から模擬電力データが出力される。所定値以上の電圧を示す模擬電力データが制御部１４２により取得されると、計測装置１１４は、図６に示す計測処理を開始する。
【００５７】
なお、計測装置１１４は、図示しない入力部を介してユーザの指示を受けて、計測処理を開始してもよい。
【００５８】
制御部１４２は、模擬電力計測部１４３から出力される模擬電力データにより示される電力（電圧又は電流）が所定値（例えば、日射量換算で０．１［ｋＷ／ｍ２］）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。所定値以上でないと判定した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、制御部１４２は待機する。
【００５９】
所定値以上であると判定した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、制御部１４２は、計時部１４５を稼働させ（Ｏｎ）、かつ、無線通信部１４６と温度センサ１２８とを稼働させない（Ｏｆｆ）ように制御する（ステップＳ１０２）。計時部１４５を稼働させることにより、計時部１４５は計時を開始する。このとき、セル単体モジュール１２７により発電された電力のうち、電源部１４４を介して供給される電力は、例えば計時部１４５と制御部１４２と記憶部１４１とにより消費される。
【００６０】
制御部１４２は、計時部１４５により計時された時間が記憶部１４１に予め記憶されたデータが示す所定の時間だけ経過したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。所定の時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、制御部１４２は待機する。
【００６１】
所定の時間が経過したと判定すると（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、制御部１４２は、模擬電力計測部１４３により計測されて出力される模擬電力データを取得する（ステップＳ１０４）。
【００６２】
制御部１４２は、模擬電力データが示す電圧に応じた電力に、計時部１４５と制御部１４２と記憶部１４１とにより消費された電力を加算し、それによって、セル単体モジュール１２７による発電電力を算出する。そして、制御部１４２は、その算出した発電電力をセル単体モジュール１２７の特性に応じた所定の換算式に従って換算することによって、日射量Ａを算出する（ステップＳ１０５）。制御部１４２は、算出した日射量Ａを示す日射量データを記憶部１４１に記憶させる。
【００６３】
このように、セル単体モジュール１２７による発電電力を算出する際に、制御部１４２は、計時部１４５と制御部１４２と記憶部１４１との消費電力により模擬電力データを補正する。これにより、セル単体モジュール１２７による正確な発電電力を得ることができる。したがって、正確な日射量Ａを算出することが可能になる。
【００６４】
また、ステップＳ１０２において、制御部１４２は、計時部１４５を稼働させる一方で、無線通信部１４６と温度センサ１２８とを稼働させないように制御することによって、計時部１４５と制御部１４２と記憶部１４１とを稼働させた状態での計測値を含む模擬電力データを得ることができる。計時部１４５と制御部１４２と記憶部１４１とは、消費電力が既知であって、かつ、消費電力の変動が比較的少ない。そのため、セル単体モジュール１２７による正確な発電電力を容易に得ることが可能になり、その結果、正確な日射量Ａを容易に算出することが可能になる。
【００６５】
制御部１４２は、計時部１４５を稼働させ（Ｏｎ）、無線通信部１４６を稼働させない（Ｏｆｆ）ままで、温度センサ１２８を稼働させる（Ｏｎ）ように制御し（ステップＳ１０６）、温度センサ１２８により計測されて出力される温度データを取得する（ステップＳ１０７）。
【００６６】
このように、ステップＳ１０３にて所定の時間が経過したと判定した後に、制御部１４２が模擬電力データと温度データとを取得する（ステップＳ１０４及びステップＳ１０７）。そのため、その模擬電力データと温度データとのそれぞれに含まれる計測値は、計測装置１１４が設置された後、少なくともその所定時間が経過した後に計測されたものである。日射、風などによりセル単体モジュール１２７の温度は変化するので、その温度が安定するまである程度の時間を要する。ステップＳ１０３にて所定の時間を待つことによって、計測装置１１４における環境（発電の条件）を診断対象の太陽電池パネル１０２のそれに近付けることができる。したがって、計測装置１１４にて得られる環境データとしての温度及び日射量Ａを、診断対象の太陽電池パネル１０２にて直接に温度及び日射量Ａを計測した場合に近付けること又はその場合とほぼ同じ程度にすることが可能になる。
【００６７】
制御部１４２は、計時部１４５を稼働させ（Ｏｎ）、温度センサ１２８を稼働させた（Ｏｎ）ままで、無線通信部１４６を稼働させる（Ｏｎ）ように制御する（ステップＳ１０８）。制御部１４２は、ステップＳ１０５にて算出した日射量ＡとステップＳ１０７にて取得した温度データが示す温度とを含む環境データを生成する。無線通信部１４６は、その環境データを制御部１４２から取得して送信する（ステップＳ１０９）。これにより、制御部１４２は計測処理を終了する。
【００６８】
ここで送信される環境データは、セル単体モジュール１２７の温度及びそれへの日射量を含み、太陽電池パネル１０２の設置状態に近い状態を実現する計測装置１１４から出力される。そのため、環境データに含まれる温度及び日射量は、太陽電池パネル１０２の温度及び日射量に近似している。温度及び日射量は太陽電池パネル１０２の発電量に大きく影響する条件であるので、例えば後述するような方法により、環境データに含まれる温度及び日射量に基づいて太陽電池パネル１０２を正確に診断することが可能になる。
【００６９】
診断ユニット１１３は、例えば計測装置１１４との間で無線通信可能な状態が確立された場合に、図７に示す診断処理を実行する。
【００７０】
診断ユニット１１３の無線通信部１１７は計測装置１１４から環境データを受信する（ステップＳ２０１）。演算部１１８は、発電電力計測部１１５により計測されて出力される発電電力データを取得する（ステップＳ２０２）。
【００７１】
演算部１１８は、記憶部１１６に記憶されている定格データを取得し（ステップＳ２０３）、基準発電電力Ｐｒｅｆを算出する（ステップＳ２０４）。ここで、基準発電電力Ｐｒｅｆは、環境データが示す条件下で設計上、太陽電池パネル１０２が発電することができると推定される電力である。
【００７２】
例えば、定格データが、診断対象の太陽電池パネル１０２を構成する各太陽電池モジュール１０９について、日射量１［ｋＷ／ｍ２］、２５［℃］の場合に２００［Ｗ］の定格発電量であることを示すとする。そして、太陽電池モジュール１０９が、温度が１［℃］上昇すると、発電電力が０．４％低下する特性を有するとする。この場合で、環境データが日射量Ａ［ｋＷ／ｍ２］と温度Ｔ［℃］とを含むとき、この条件下で設計上、１つの太陽電池モジュール１０９が発電することができると推定される電力Ｐｒｅｆ＿ｍｏｄは、次の式（１）により算出される。
【００７３】
Ｐｒｅｆ＿ｍｏｄ＝Ａ[ｋＷ／ｍ２]×200[Ｗ]×(1−(Ｔ[℃]−25)×0.004)  ・・・式（１）
【００７４】
したがって、診断対象の太陽電池パネル１０２の基準発電電力Ｐｒｅｆ［Ｗ］は、次の式（２）により算出される。
【００７５】
Ｐｒｅｆ＝Ｐｒｅｆ＿ｍｏｄ×５×２  ・・・式（２）
【００７６】
演算部１１８は、ステップＳ２０２にて取得した発電電力データに基づき太陽電池パネル１０２が実際に発電している電力（計測された発電電力）を算出する。演算部１１８は、その計測された発電電力を基準発電電力Ｐｒｅｆで除することによって、評価値を算出する（ステップＳ２０５）。
【００７７】
演算部１１８は、算出した評価値が閾値（例えば、０．９）を超えるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。この閾値は任意に設定されてよく、それを示すデータは、記憶部１１６に予め格納される。
【００７８】
評価値が閾値を超えると判定した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、演算部１１８は、太陽電池パネル１０２に不具合がないと判定する（ステップＳ２０７）。評価値が閾値を超えないと判定した場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、演算部１１８は、太陽電池パネル１０２に不具合があると判定する（ステップＳ２０８）。
【００７９】
表示部１１９は、演算部１１８の指示に応じて、診断対象の太陽電池パネル１０２を診断するための診断情報を数字、グラフなどにより表示する。診断情報は例えば、判定の結果（ステップＳ２０６又はステップＳ２０７）を示す情報、温度、日射量、評価値、計測された発電電力及び基準発電電力Ｐｒｅｆを含む。
【００８０】
なお、診断情報は、例えばユーザが参照することで太陽電池パネル１０２を診断することができる情報であってもよく、例えば評価値だけであってもよい。
【００８１】
また、診断情報は、計測された発電電力及び基準発電電力Ｐｒｅｆだけであってもよい。この場合、計測された発電電力及び基準発電電力Ｐｒｅｆは、計測された発電電力及び基準発電電力Ｐｒｅｆを比較しやすいように、数字、グラフなどにより表示されるとよい。
【００８２】
これまで説明したように、本実施形態によれば、セル単体モジュール１２７の裏面における温度を計測する温度センサ１２８から温度データが出力され、セル単体モジュール１２７により発電される電力を計測する模擬電力計測部１４３から模擬電力データが出力される。これにより、温度及び日射量が同じである場合に診断対象の太陽電池パネル１０２が実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを算出することができ、その算出した結果に基づいて、診断対象の太陽電池パネル１０２を診断することができる。
【００８３】
そのため、診断対象の太陽電池パネル１０２に温度センサを設ける必要がない。太陽電池パネル１０２が屋根に設置されている場合、太陽電池パネル１０２に温度センサを取り付ける作業は危険も伴う。同時に、その温度センサからの配線を引き回し、そのためのスペースを確保する必要もない。したがって、容易に設置することが可能になる。
【００８４】
一般に、診断対象の太陽電池パネル１０２に温度センサを設けると、取り付け状態の違いから計測される温度の計測誤差が大きくなる可能性がある。本実施形態によれば、温度センサはセル単体モジュール１２７の裏面の温度を計測するように設けられる。そのため、取り付け状態の違いから生じる計測誤差を低減させることができる。したがって、診断を正確にすることが可能になる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本実施形態はこれに限られない。
【００８６】
例えば、本実施形態では、太陽電池パネル１０２を診断するために、計測された発電電力と基準発電電力Ｐｒｅｆとを用いた。しかし、太陽電池パネル１０２を診断するためには、同じ条件（温度及び日射量）下で、診断対象の太陽電池パネル１０２が実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とが用いられればよい。したがって、例えば計測された発電電力を定格データに含まれる条件での電力に補正し、その補正した電力と定格データに含まれる定格発電量とが、太陽電池パネル１０２を診断するために用いられてもよい。
【００８７】
これによっても、実施形態１と同様に、容易に設置することが可能になるとともに、診断を正確にすることが可能になる。
【００８８】
また例えば、太陽電池パネル１０２に不具合があると診断された場合には、本実施形態で説明した診断処理と同様の処理を、太陽電池パネル１０２を構成する各太陽電池ストリング１０８について実行するとよい。すなわち、各太陽電池ストリング１０８が実際に発電している電力と各太陽電池ストリング１０８の基準発電電力Ｐｒｅｆとを算出し、各太陽電池ストリング１０８の評価値を算出してもよい。これにより、太陽電池ストリング１０８のいずれか又はすべてに不具合があるかを判定することができ、太陽電池パネル１０２をより詳細に診断することが可能になる。
【００８９】
実施形態２．
本発明の実施形態２に係るＰＶシステム診断装置２００は、図８に示すように、ＰＶシステム２０１が備える太陽電池パネル２０２を診断するための装置であって、複数の計測装置１１４を備える。
【００９０】
一般の家屋には寄棟など屋根が異なる方向を向く多数の面を有することも多く、このような場合、太陽電池パネル２０２の各太陽電池ストリング２０８は、同図に示すように、異なる方向を向けて設置されることがある。例えばユーザが複数の計測装置１１４の各々を各太陽電池ストリング２０８に近い状態となるように設置した後に、各計測装置１１４が、実施形態１と同様の計測処理を実行する。各計測装置１１４は計測処理を一度実行することで、各太陽電池ストリング２０８に対応する温度及び日射量を含む環境データを生成して送信することができる。
【００９１】
本実施形態に係る診断ユニット１１３は、実施形態１と概ね同様の診断処理を実行する。本実施形態では、各計測装置１１４と各太陽電池ストリング２０８とを対応付けるデータを予め例えば記憶部１１６に格納しておく。このデータを参照することによって、診断ユニット１１３の演算部１１８は、各計測装置１１４から受信した各環境データに基づいて各太陽電池ストリング２０８が発電することができると推定される電力Ｐｒｅｆ＿ｓｔを算出する。演算部１１８は、Ｐｒｅｆ＿ｓｔの和を基準発電電力Ｐｒｅｆとし、計測された発電電力をその基準発電電力Ｐｒｅｆで除することで、評価値を算出する。演算部１１８は、算出した評価値に基づいて、太陽電池パネル２０２を診断する。
【００９２】
なお、計測装置１１４は、２つに限られず、例えば太陽電池ストリング２０８が向く方向の数に応じた数が設けられてよい。これにより、正確な診断が可能となる。
【００９３】
これまで説明したように本実施形態によれば、実施形態１と同様の計測装置１１４を用いて、屋根の異なる方向を向く面に設置された各太陽電池ストリング２０８の温度及び日射量の近似値に基づいて、温度及び日射量が同じである場合に診断対象の太陽電池パネル２０２が実際に発電できる電力と設計上発電できる電力とを算出することができる。そして、その算出した結果に基づいて、診断対象の太陽電池パネル２０２を診断することができる。
【００９４】
したがって、実施形態１と同様に、容易に設置することが可能になるとともに、診断を正確にすることが可能になる。さらに、本実施形態によれば、各太陽電池ストリング２０８が向く方向による発電への影響を適正に反映した精度のよい診断を容易にすることが可能になる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、実施形態に種々の変更を加えた態様やそれらと均等な技術的範囲をも含む。
【符号の説明】
【００９６】
１００，２００  ＰＶシステム診断装置
１０１，２０１  ＰＶシステム
１０２，２０２  太陽電池パネル
１０８，２０８  太陽電池ストリング
１０９  太陽電池モジュール
１１３  診断ユニット
１１４  計測装置
１１５  発電電力計測部
１１６，１４１  記憶部
１１７，１４６  無線通信部
１１８  演算部
１１９  表示部
１２１  本体部
１２２  支持部
１２４  受光面
１２７  セル単体モジュール
１２８  温度センサ
１２９  屋根模擬パネル
１３０  計測制御ユニット
１３２  太陽電池セル
１３３  ガラス板
１３４  保護シート
１３５  充填剤
１３７  脚部
１３８  接続部
１４２  制御部
１４３  模擬電力計測部
１４４  電源部
１４５  計時部
【図１】
0005615315.tif 000002
【図２】
0005615315.tif 000003
【図３】
0005615315.tif 000004
【図４】
0005615315.tif 000005
【図５】
0005615315.tif 000006
【図６】
0005615315.tif 000007
【図７】
0005615315.tif 000008
【図８】
0005615315.tif 000009